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专利号: 2018106519091
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种实现高灵敏度折射率传感的方法,其特征在于,所述方法基于折射率传感器实现;

所述折射率传感器为光栅制备而成的折射率传感器;

所述光栅具有金属-介质-金属-介质-衬底复合结构;所述金属-介质-金属-介质-衬底复合结构为在光栅的光栅层上下方覆盖金属层形成的金属-介质-金属-介质-衬底复合结构;

所述在光栅的光栅层上下方覆盖金属层包括:

在光栅的光栅层上下方覆盖厚度为分别h1和h2的薄金属层;

其中,h1和h2取值范围为小于50nm和不超过金属在设计波长的趋肤深度;

所述方法包括:

在不同的背景折射率下,通过光栅波矢匹配条件和金属-介质-金属-介质-衬底复合结构的色散关系估算反射谷的位置;

根据至少两种不同的背景折射率以及对应的反射谷的位置确定传感灵敏度;

根据传感灵敏度实现对不同背景折射率的识别;

所述通过光栅波矢匹配条件和金属-介质-金属-介质-衬底复合结构的色散关系估算反射谷的位置包括:通过计算双重表面等离子体共振的传播常数和光栅波矢匹配的传播常数的交点,估算反射谷所在位置。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述金属层和介质的材料根据波段范围选取。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述在光栅的光栅层上下方覆盖金属层,采用以下方式实现:第一种方式:

采用电子束蒸发或磁控溅射镀膜方式镀制金属-介质复合结构多层膜,在此基础上采用电子束刻蚀或离子束刻蚀得到金属-介质复合结构光栅;

或第二种方式:

首先采用电子束蒸发或磁控溅射镀膜方式完成光栅层下方薄膜制备,然后基于半导体Lift-off工艺实现光栅及其上方金属覆盖层的制备:在薄膜上方采用紫外光刻方式制备光刻胶光栅掩模,在此基础上,通过电子束蒸发或磁控溅射镀膜方式完成介质光栅及其上方金属薄膜的沉积,最后通过丙酮有机溶剂将光刻胶光栅掩模去除,进而获得金属-介质复合光栅结构。

4.根据权利要求1~3任一所述的方法,其特征在于,分别在正入射和斜入射条件下实现高灵敏度的折射率传感。